大氣污染物對(duì)金屬銅和銀的腐蝕性研究.pdf

1、在大氣污染日益嚴(yán)重的今天，博物館內(nèi)金屬文物由于大氣中腐蝕性氣體造成的損失得到廣泛的關(guān)注。本課題主要采用電化學(xué)方法研究了常見大氣污染氣體對(duì)金屬銅、銀的初期腐蝕行為，并利用實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了大氣對(duì)金屬腐蝕的簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)。 利用三電極體系測(cè)定了液膜中Cr、H2SO3、S2-對(duì)金屬銅、銀的腐蝕性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：三種物質(zhì)對(duì)銅和銀都有一定的腐蝕性，且均隨著腐蝕性物質(zhì)濃度的增加，腐蝕速度增大。當(dāng)腐蝕介質(zhì)含H2SO3時(shí)，由于體系的pH值下降，使得

2、介質(zhì)對(duì)銅和銀電極的侵蝕性更強(qiáng)。當(dāng)腐蝕介質(zhì)含S2-時(shí)，在液膜中銅和銀電極的阻抗值隨著S2-濃度的增加而依次減小，且S2-對(duì)銅的腐蝕明顯強(qiáng)于銀。 采用Cu/Fe雙電極原電池和三電極電化學(xué)電池，分別就不同液膜厚度、溫度、濕度、腐蝕性氣體(CO2、SO2、H2S)濃度及不同暴露時(shí)間對(duì)金屬銅和銀耐蝕性的影響進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示：隨著液膜厚度的增加，銅和銀電極的自腐蝕電位均負(fù)移，腐蝕電流密度減小；溫度對(duì)銅和銀電極的影響相對(duì)較小；隨著大氣環(huán)境

3、濕度的增加，電極表面液膜厚度增加，銅和銀電極的腐蝕電流密度減?。辉谧匀淮髿庵?，銅和銀電極的阻抗值隨暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢增大。銅電極在分別含CO2、SO2、H2S三種氣體的大氣環(huán)境中，均隨著腐蝕性氣體濃度的增加，腐蝕速度增大。尤其在兩種含硫氣體環(huán)境中，隨著含硫氣體濃度的增加，銅電極反應(yīng)阻力明顯減小。銀電極對(duì)H2S敏感性強(qiáng)，隨著大氣環(huán)境中H2S濃度的增加，銀的阻抗值明顯減小。 采用三電極電化學(xué)電池就室內(nèi)常見污染物(HCHO、HCO

4、OH、C2H4O2S)對(duì)金屬銅和銀的腐蝕性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：隨著大氣中HCHO濃度的升高，銅電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻下降，銀電極的阻抗值明顯減小，陰極極化和陽極極化程度降低，XRD分析結(jié)果也顯示，甲醛氧化成甲酸對(duì)銅表面產(chǎn)生腐蝕，形成甲酸銅腐蝕產(chǎn)物；甲酸氣體對(duì)銅和銀的腐蝕性更強(qiáng)，大氣中含0.1mg/m3的甲酸就可以使銅電極的阻抗值出現(xiàn)明顯的下降，銀電極阻抗隨著HCOOH濃度的增加而逐步減小；在含飽和C2H402S氣體的大氣環(huán)境中，隨著暴露時(shí)

5、間的延長(zhǎng)，銅、銀電極表面阻 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，雙電極原電池與三電極電化學(xué)電池均能反映出大氣環(huán)境中腐蝕性氣體濃度的變化對(duì)電極表面的影響。交流阻抗譜無論是腐蝕離子在表面液膜中，還是腐蝕性氣體存在與周圍大氣環(huán)境中，均能準(zhǔn)確的反應(yīng)出電極表面變化情況，是大氣腐蝕較為可靠準(zhǔn)確的測(cè)定方法。 最后，本文采用實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)（以CO2和HCHO對(duì)銅電極的腐蝕為例），利用多項(xiàng)式擬合，對(duì)金屬銅、銀的大氣腐蝕性進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果顯示：預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)